腸内微生物と神経疾患の視点 パート 2
Jun 12, 2024
神経機能の調節における腸内微生物叢の構成
無菌動物を用いた実験では、腸内細菌叢の定着がCNSおよびENSの発達にとって重要な要件であり、微生物叢の非効率的な定着が遺伝子発現および神経伝達物質の合成の変化、ならびに腸の感覚運動機能の変化を引き起こすことが実証されている[ 41–45]。
腸内フローラと記憶の関係は、近年注目を集めている研究分野です。研究によると、腸内細菌叢内の微生物は脳とより密接に関係しており、私たちの身体的および精神的健康に影響を与えていることがわかっています。
まず、腸内フローラは体の健康に重要な影響を与えます。腸内の微生物は食物を消化し、身体の健康を維持するために栄養素を生成します。腸内フローラのバランスが崩れると、栄養の吸収不良や免疫力の低下など、体の健康に悪影響を及ぼします。
しかし、腸内フローラは体の健康に影響を与えるだけでなく、記憶にも深く関係しています。研究によると、腸内細菌叢内の微生物が腸から血液循環や脳に侵入し、その機能に影響を与える可能性があることが示されています。腸内細菌叢のアンバランスは、アルツハイマー病やその他の神経変性疾患のリスクを高める可能性があります。
同時に、腸内フローラは感情や精神状態にも影響を与えます。腸内の細菌は、脳内の神経伝達物質の放出に影響を与える化学物質を放出し、それによって精神状態に影響を与えます。時々胃に不快感を感じたり、イライラしたりするのはこのためです。
したがって、腸内フローラの健康を維持することは、私たちの体全体の健康にとって非常に重要です。腸の健康を維持するにはどうすればよいですか？まず、規則正しい食生活を守り、健康的な食生活を維持し、食物繊維が豊富な食品をより多く摂取し、加工食品や高脂肪、高糖分の食品の摂取を減らすことです。 2つ目は、運動とストレスの軽減に焦点を当て、幸せな精神状態を維持し、人生に対して前向きな姿勢を維持して、腸と心理の悪影響を軽減することです。
最後に、腸内フローラが私たちの健康に密接に関係していることを認識する必要があります。腸の健康と心の健康維持に気を配り、食事や運動など多方面から体をケアして、より健康な状態を目指しましょう。私たちは記憶力を向上させる必要があることがわかります。シスタンシェには抗酸化作用、抗炎症作用、老化防止効果があり、脳内の酸化や炎症反応を軽減し、健康を守ることができるため、記憶力を大幅に向上させることができます。神経系。さらに、Cistanche は神経細胞の成長と修復を促進し、それによって神経ネットワークの接続と機能を強化します。これらの効果は、記憶力、学習能力、思考速度の向上に役立ち、認知機能障害や神経変性疾患の発生を防ぐこともできます。
同様に、胃腸管に存在する栄養素は、神経およびホルモンの一連のイベントを開始し、継続的な栄養変化について脳に信号を送ります。求心性神経線維は腸から脳の皮質下および皮質中枢に情報を運び、効果線維は腸の平滑筋に情報を運びます[46]。
腸の細胞から放出される腸ホルモンは、多くの場合、求心性線維を介してCNSと直接通信することによって脳に情報を伝達します。他のものは循環系に直接放出され、その効果は通常脳に入った後に感じられます[47]。
ANS の副交感神経系の迷走神経刺激は、腸内微生物叢が神経生理学的機能に影響を与えるために不可欠です [48]。
精管切除マウスを使った実験では、プロバイオティクスのラクトバチルス・ラムノサスで治療した後でも行動特性に進歩の兆候は見られず、迷走神経の刺激と迷走神経を介した信号伝達が行動の変化をもたらすのに重要であることが示された[49]。
刺激された迷走神経による、核および節神経節を介した腸から脳幹へのメッセージの伝達は、リレー入力-脳-脳軸の接続を表します。腸内分泌細胞は、迷走神経を活性化する傾向のあるペプチドホルモンを分泌し、したがって脳に情報を伝達します。 [50]。
腸内分泌細胞が内腔および腸内微生物叢の近くに位置することにより、生成される代謝産物を介した腸内微生物との相互作用が促進され、特定のペプチドホルモンの分泌が維持されます。
さらに、微生物叢によって合成された代謝産物は循環系に取り込まれることが多いが、糖やビタミンに似た形状の代謝産物は特定の輸送体の作用によって輸送される[51]。
上皮が破れた場合にも代謝物が膜を通過し、他の微生物が障壁をすり抜けてしまう可能性があり、その結果、微生物のバランスが崩れたり、炎症が続いたりする腸内細菌叢の異常が引き起こされます。
したがって、循環系は代謝産物の輸送とともに脳への信号伝達を制御します。腸内微生物叢は、免疫反応を引き起こすリポ多糖類 (LPS) やペプチドグリカンなどの分子を放出します。特定の場合には、LPS を合成するグラム陰性菌が腸から循環系に移動し、末梢免疫反応が活性化されます。
実験では、末梢免疫活性化の結果としてうつ病などの行動欠陥が発症することが実証されている[52]。
無菌マウスを使った研究では、腸内微生物とその結果生じる免疫反応との相関関係が示されており、免疫反応を介して神経機能に微生物叢が影響を与えることが示唆されている[53]。
さらに、腸内マイクロバイオームは、セロトニン、GABA、メラトニン、ヒスタミン、アセチルコリンなどの神経伝達物質や、脳由来神経栄養因子（BDNF）などの神経栄養因子の発現と合成を介して脳と相互作用することができ、これがENS活性に影響を及ぼします[54、 55]。
ある研究では、成長に関連する微生物叢が希突起膠細胞と同様に神経新生として知られるプロセスを介して初期ニューロンの発達を促進することができ、これは神経炎症と循環IGFの影響によって媒介される可能性があることが示唆されています-1 [56]。
成体の無菌マウスモデルを使用した別の研究では、正常な腸内微生物叢の欠如が血液脳関門（BBB）の透過性の増加と関連していることが示されました[57]。
腸機能の調節における脳の役割
脳は、腸の機能（すなわち、運動性、酸分泌、粘膜免疫反応の変化、粘液層とバイオフィルムの適切な維持の確保）の制御において主導的な役割を果たしています[58]。
脳はまた、腸の透過性の変化を通じて微生物叢の構成およびその機能に影響を与える傾向があります。ある研究では、急性ストレスが結腸の上皮関門の形態的変化と密着結合タンパク質ZO-2のmRNA発現低下に寄与し[59]、そのため腸内微生物の拡散を可能にする可能性があることが示唆されている。脳はANSを通じて免疫機能を指示します。
CNSはマスト細胞の活性にも影響を与える可能性があり、マスト細胞メディエーターの放出は腸の機能不全を引き起こす可能性があります。ある研究では、ストレスがマスト細胞の活性を調節し、ヒスタミンとトリプターゼの放出を引き起こす可能性があることが示唆されています[60]。
副腎皮質刺激ホルモン放出因子などのマスト細胞生成物は上皮の透過性を高める傾向があり、そのため固有層の免疫細胞への細菌のアクセスを促進します。新生児の母性分離の結果として成体ラットに生じる軽度のストレスは、副腎皮質刺激ホルモンによって誘発される結腸バリア機能不全の発症と関連しています。ホルモン受容体の放出[61]。
マウスの実験室実験では、両側嗅球切除術がうつ病を誘発し、その結果中枢副腎皮質刺激ホルモン放出ホルモンの発現およびセロトニンレベルが上昇することが示されている[62]。
これらの変化は、腸内微生物プロファイルの変化と関連していることが判明した。ストレス中のノルエピネフリン分泌は緑膿菌の病原性発現を引き起こし、腸敗血症を引き起こす可能性がある[63]。したがって、ストレスは適切な宿主内の特定の腸内微生物による病原性因子の発現を引き起こす可能性がある。
ノルエピネフリンはまた、多くの異なる株の腸内微生物の増殖を誘導し、病原性および非病原性大腸菌の増殖を促進する可能性があります。
腸内細菌叢が腸と神経系の間の双方向コミュニケーションにおいて重要な役割を果たしているという証拠があります。 CNSとの相互作用は、不安、ストレス、記憶機能と関連しています。さらに、CNS はまた、粘膜生息環境の乱れを通じて微生物の組成に影響を与える傾向があります。
これは、腸内微生物群集が人間の脳、そして通常は体全体に影響を与える方法であり、脳は人体がどのように機能するかを定義するものです。したがって、腸内微生物叢の重大な混乱は、全身機能の障害につながり、特定の病気や健康合併症の発症や進行を引き起こしたり、その原因となる可能性があります。
繰り返しになりますが、脳との直接的なコミュニケーションのため、神経機能への影響は、マイクロバイオーム群集の破壊によるCNSの障害の結果として現れる他の合併症よりも蔓延しています。
腸内微生物と神経障害との関連
自閉症スペクトラム障害
自閉症スペクトラム障害（ASD）は、常同的な行動、認知能力の低下、コミュニケーションや社会的相互作用の欠如を特徴とする精神神経障害です[64,65]。
「スペクトル」という用語は、症状の種類と重症度の変化を示します。軽症の患者は自立して生活できる可能性が高いですが、重度の症状のある患者は日常生活に十分なサポートが必要になる場合があります。
この病気は 3 歳未満で発症し、通常、子供 68 人に 1 人が罹患し、女性よりも男性の方が 4 倍蔓延しています [66,67]。この障害は、不均一であることに加えて、グルタミン酸興奮毒性、酸化ストレス、ストレス、神経炎症など、腸内細菌叢の障害に関連する不明瞭な病態生理学と病因機構を特徴としている[68]。
自閉症に対する腸内細菌叢の影響を強調する傾向のある生理学的要因としては、自己免疫反応、食物反応、上部消化管疾患、異常便、自閉症性腸炎、リーキーガット症候群、過剰な炎症、異常なグルタチオンレベル、不規則な金属またはミネラルレベルが挙げられる[69]。
自閉症の子供では、腸の透過性が漏れを引き起こし、炎症によって損傷した腸膜を通過する神経毒性分子の吸収が低下し、神経障害を引き起こす可能性がある[70、71]。
分子が血流に入るリーキーガットの発症に続いて、時間の経過とともに免疫活性化、組織損傷、脳組織損傷が現れる可能性があります。
特定の食事によって生成されるオピオイドペプチドは、神経伝達物質の機能の阻害を通じて、社交性の低下、痛みに対する反応の低下、言語異常、自己虐待や反復行動などの自閉症のような行動パターンにも影響を与える可能性があります。
ただし、直接的なリンクはまだ特定されていません。研究ではさらに、ASDの子供たちは果物、野菜、タンパク質を拒否する一方で、でんぷん、スナック、加工食品を好むことが観察されています[72,73]。
腸内微生物叢のアンバランスは腸内細菌叢の異常を引き起こす可能性がありますが、免疫系が低下すると、いくつかの病原性細菌が神経障害を引き起こす可能性があります。
細菌によって生成された毒素が血流中に蓄積し、混乱、せん妄、さらには昏睡につながる可能性があります。酵母は、神経疾患に寄与する化学物質を生成することが知られており、ASD 患者のレベルの上昇も見出されているため、神経疾患に寄与することも知られている[74]。
腸内細菌叢と自閉症との関連性病因は、自閉症のドナーから無菌マウスへの腸内細菌叢の移植により齧歯動物モデルで自閉症行動が誘導された後、確認された[75]。
Williamsらによる仮説。は、ASDの子供には多糖類消化の重要な推進力であるバクテロイデスが欠如しているため、ASD患者は異常な炭水化物分解能力を有するだけでなく、粘膜腸内細菌異常症を患っていることを示唆している[76]。
これに続いて、メタゲノム分析により、ASD患者ではバクテロイデス属が減少し、ファーミクテス属とバクテロイデス属の比率が増加し、ベータプロテオバクテリアが増加していることが示された[77]。
さらに、糞便微生物叢のパイロシーケンス研究により、健康な対照と比較して、放線菌門とプロテオバクテリウム門に大きな違いがあることが明らかになった[76]。このパイロシーケンシング研究は、他の 3 つの研究と合わせて、ASD 患者の便中の Desulfovibrio 種と Bacteroides vulgatus の数の増加も明らかにしました [78-80]。
Desulfovibrio 種はプロピオン酸生成の増加にも関連しており、ASD の発症に寄与する可能性がある [81]。さらに、ASDの小児のムチンを分解する細菌であるアッカーマンシアのレベルが低いことは、対照と比較して消化管粘膜バリアが薄いことを示した。これは、ASD の子供の腸管透過性障害につながる可能性があります [82,83]。
別の研究では、基本的な嫌気培養技術を使用して微生物を数えて分離し、続いて分離株中の16SrDNAをPCR標的として培養した場合、クロストリジウム属およびルミノコッカス属の種の数と種類がASDの子供と比較して正常な子供では大きく異なることが示された[78]。
これに続いて、Song らによる研究が行われました。は、定量的リアルタイム PCR を使用した場合、クロストリジウム クラスター グループ I および XI およびクロストリジウム ボルテエが自閉症児において有意に高かったことを実証しました [84]。
For more information:1950477648nn@gmail.com
